[發明專利]一種Cu2+

有效

• 申請號: 201910989959.5
• 申請日: 2019-10-17
• 公開（公告）號: CN110642589B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 蹇守衛;高文斌;李寶棟;吳任迪;黃偉超
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C04B28/34
• 分類號: C04B28/34;C02F1/68;A01G24/10
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

本發明提供一種Cu²⁺緩釋功能型核殼輕集料及其制備方法，該Cu²⁺緩釋功能型核殼輕集料包括內核和外殼；內核和外殼的質量比為1∶1～2∶1；按質量百分數計，內核包括以下組分：碳化污泥：70％～80％，磷酸鎂水泥：5％～15％，硫酸鉀：2％～5％，硝酸錳：3％～8％，氯化鈉：4％～7％，硫酸銅：5％～10％；按質量百分數計，外殼包括以下組分：磷酸鎂水泥：80％～95％，硼砂：5％～10％。本發明采用污泥和磷酸鎂水泥為主要原料并加入無機鹽類植物營養素和硫酸銅制備內核，然后，采用磷鎂酸鹽水泥為主要原料并加入緩凝劑硼砂制備外殼，然后，將外殼包覆在內核上，形成即可適用于植物水培，又具有高效凈水功能的Cu²⁺緩釋功能型核殼輕集料，且大大提高了污泥等固廢資源化利用率，具有十分重要的經濟、環保、科研意義。

技術領域

本發明涉及建筑材料技術領域，特別涉及一種Cu²⁺緩釋功能型核殼輕集料及其制備方法。

背景技術

目前，水培植物市場以及污水處理前景廣闊，專用產品選擇較少。輕集料在很多領域具有廣泛應用，由于其具有一定孔隙率和透過性，其在自然水體的修復方面和植物水培有所應用，但兩者的結合應用較少，并且其產品緩釋效果不明顯。另外，隨著礦產資源開發、河道污泥等產生的大量固體廢棄物，帶來了嚴重的環境和社會問題。

因此，開發一種既適用于植物水培，又能凈化水體，且能夠利用污泥等固廢的輕集料具有十分重要的意義。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種Cu²⁺緩釋功能型核殼輕集料，以解決現有植物水培用輕集料匱乏、污泥等固廢資源化利用率低的問題。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種Cu²⁺緩釋功能型核殼輕集料，包括內核和外殼；所述內核和外殼的質量比為1∶1～2∶1；

按質量百分數計，所述內核包括以下組分：碳化污泥：70％～80％，磷酸鎂水泥：5％～15％，硫酸鉀：2％～5％，硝酸錳：3％～8％，氯化鈉：4％～7％，硫酸銅：5％～10％；

按質量百分數計，所述外殼包括以下組分：磷酸鎂水泥：80％～95％，硼砂： 5％～10％。

可選地，所述碳化污泥為污泥經315℃低溫碳化后的碳化污泥；所述污泥碳化前的有機質含量為60％～70％。

可選地，所述磷酸鎂水泥的細度為0.074～0.080mm，且所述磷酸鎂水泥中游離氧化鎂含量≤5％。

可選地，所述硫酸鉀、所述硝酸錳、所述氯化鈉、所述硫酸銅的純度＞90％。

可選地，所述硼砂的純度＞99％，且所述硼砂的平均粒徑＜2.5μm。

本發明的第二目的在于提供一種制備上述Cu²⁺緩釋功能型核殼輕集料的方法，該制備方法包括以下步驟：

1)將所述碳化污泥與所述磷酸鎂水泥、所述硫酸鉀、所述硝酸錳、所述氯化鈉、所述硫酸銅加水混合后，造粒，得到內核坯體；

2)將所述磷酸鎂水泥、所述硼砂混合，得到外殼粉料；

3)將所述外殼粉料包覆在所述內核坯體表面，制得Cu²⁺緩釋功能型核殼輕集料。

可選地，所述步驟1)中所述造粒包括：將所述碳化污泥、所述磷酸鎂水泥、所述硫酸鉀、所述硝酸錳、所述氯化鈉、所述硫酸銅加水混合后，在轉速為 30～40r/min，旋轉傾角為45°～60°的條件下造粒成球。

可選地，所述步驟3)中將所述外殼粉料包覆在所述內核坯體表面，包括：將所述外殼粉料在轉速為30～40r/min，旋轉傾角為45°～60°的條件下包覆在所述內核坯體表面。